汽車涂裝行業(yè)特征污染物治理技術(shù)研究

騰飛王穎輝

(1上汽通用東岳汽車有限公司 山東煙臺 264006 2煙臺經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)環(huán)境保護局 山東煙臺 264006)

引言

顆粒物、揮發(fā)性有機物帶來的大氣污染在今后一段時間仍將是非常突出的環(huán)境問題。本文就目前汽車行業(yè)的特征污染物的治理做初步的探討。

1 涂裝特征污染物的產(chǎn)生

1.1 顆粒物

1.1.1 產(chǎn)生的環(huán)節(jié)

汽車生產(chǎn)線噴漆房的涂裝作業(yè)主要包括了中途和面涂，主要原料是樹脂涂料。噴漆過程就是涂料經(jīng)霧化產(chǎn)生小顆粒附著于車體表面，隨著霧化技術(shù)不斷改進和人工智能廣泛應(yīng)用，上漆率得到了一定提高，但涂料大約有30%的損失，其中大多數(shù)以過噴漆霧的形式作為廢氣顆粒物產(chǎn)生。

1.1.2 顆粒物的主要成分

涂料中含有鈦氧化物、乙酸丁酯、乙酸-2-丁氧基乙酯、硫酸鋇、異丁醇、正丙醇、滑石、炭黑、萘正丁醇、磷酸三丁酯等。廢氣處理產(chǎn)生的固體廢物因含有涂料通常按危險廢物管理。

1.2 揮發(fā)性有機物

1.2.1 產(chǎn)生環(huán)節(jié)

調(diào)漆、噴槍及管道清洗、補漆、電泳、噴漆、自流平及烘干過程是揮發(fā)性有機物產(chǎn)生的幾個主要環(huán)節(jié)，其中噴房和烘房產(chǎn)生的揮發(fā)性有機物占總量的90%以上。

1.2.2 主要成分

行業(yè)揮發(fā)性有機物的主要成分都大同小異，主要包括苯、甲苯、二甲苯、酯類、醇類等。綜合考慮污染物毒性、光化學(xué)反應(yīng)特性和檢出濃度等因素，一些地方環(huán)保標準中選取苯、甲苯、二甲苯、苯系物和VOCs作為控制因子。

2 大氣污染物凈化的一般技術(shù)方法

2.1 對于非均相混合物，最常見的就是各類煙粉塵，過噴漆霧也屬于這一類型

通常采用物理方法進行分離，主要是利用氣體分子與固體(或液體)粒子在物理性質(zhì)上的不同進行分離。如顆粒物密度大于氣體分子，則可用重力、慣性力、離心力進行分離；顆粒物直徑大于氣體分子，用過濾的方法加以分離；利用某些粒子易被水潤濕、凝聚增大而被捕集，用濕式洗滌進行分離；利用荷電性的差異，用靜電除塵等。

2.2 對于均相混合物，大多根據(jù)物理的、化學(xué)的及物理化學(xué)的原理予以分離

揮發(fā)性有機物屬于均相混合物。主要是利用它們蒸氣壓、溶解度、選擇性吸附作用以及某些化學(xué)作用的不同進行分離。凈化氣態(tài)污染物的方法歸納起來主要有五種：冷凝法、吸收法、吸附法、催化轉(zhuǎn)化法及燃燒法。

3 幾種特征污染物的治理方法和效果

3.1 顆粒物（過噴漆霧）

3.1.1 濕式文丘里噴漆室

在早期建設(shè)的汽車涂裝線，多是配套濕式文丘里噴漆室，過噴漆霧通過文丘里管與循環(huán)水進行充分的接觸，并通過水幕，可以使漆霧充分落入循環(huán)水中，通過添加化學(xué)藥劑，漆渣絮凝上浮后撈出，從而解決了噴房過噴漆的顆粒物問題，濕式噴漆室的凈化效率98%以上。

3.1.2 干式噴漆房

近年來，干式噴漆房在國內(nèi)外汽車行業(yè)得到了大力推廣，目前國內(nèi)已有10余家汽車工廠采用干式噴漆室漆霧分離系統(tǒng)。噴涂過程產(chǎn)生的含過噴漆霧的廢氣，通過石灰石粉（碳酸鈣）過濾器，進行過濾和吸附。石灰石粉需定期更換。采用干式噴漆室，對顆粒物的去除效率可達99%以上。

干式噴漆房不耗水，無廢水、漆渣產(chǎn)生，不消耗化學(xué)藥劑，廢棄的石灰石粉按照危險廢物鑒定方法，經(jīng)權(quán)威鑒定不屬于危險廢物，經(jīng)環(huán)保部門許可，可以做建材綜合利用。在節(jié)能方面，根據(jù)文獻[1]，干式漆霧分離技術(shù)使不同的噴涂方式能耗成本降低了30%-50%，節(jié)能效果顯著。

3.2 揮發(fā)性有機物

揮發(fā)性有機物的主要產(chǎn)生環(huán)節(jié)為噴漆工序和烘干工序。因廢氣產(chǎn)生和排放特點不同，適用不同的處理方法。

3.2.1 噴漆房廢氣

噴房廢氣的特點是大風(fēng)量、低濃度，首先要進行吸附濃縮，然后熱脫附，對脫附后的高濃度廢氣進行焚燒處理，當(dāng)前比較先進的是沸石轉(zhuǎn)輪技術(shù)，通過沸石轉(zhuǎn)輪處理的廢氣,VOCs的去除效率可達95%以上。

3.2.2 烘房廢氣

烘干室采用天然氣做燃料，通過間接加熱方式，即天然氣在燃燒器中產(chǎn)生的燃燒氣體通過換熱器加熱烘干室空氣，加速車身干燥。烘干過程伴隨著涂料固化和液相揮發(fā)，產(chǎn)生大量的有機廢氣，這些廢氣具有濃度較高、可燃性好、適合徹底氧化分解的特點，通常采用直燃式（TAR爐）或蓄能式燃燒器（RTO），VOCs去除效率可達98%以上。

4 問題和思考

（1）對于過噴漆霧，濕式文丘里、干式漆霧分離技術(shù)的廢氣治理效果差別不是特別顯著。但后者二次污染少，節(jié)能環(huán)保，干式噴房有著明顯的環(huán)境效益。干式噴房的石灰石粉吸附漆霧的設(shè)備一次性投資較大，適合大、中型企業(yè)。此外，過濾器耗材價格也是制約因素。2017年3月，環(huán)保部關(guān)于《危險廢物排除管理清單》（征求意見稿）中已將廢石灰石粉納入清單，為今后廢物處置提供了方向。

（2）揮發(fā)性有機物（VOCs）的處理，方法較多，實際應(yīng)用往往是多種方法聯(lián)合使用，RTO、沸石轉(zhuǎn)輪技術(shù)等需要考慮有機廢氣的具體成分、產(chǎn)生的工藝環(huán)節(jié)、風(fēng)量、初始濃度、自動化程度、場地、工程造價以及后續(xù)的運行維護費用等，并對運行技術(shù)參數(shù)不斷改進優(yōu)化，以獲得滿意的廢氣的處理效果。

（3）所有末端治理技術(shù)不是最優(yōu)的解決方案，比如焚燒消耗能源、排放氮氧化物等，行業(yè)需要持續(xù)開展清潔生產(chǎn)，從源頭削減污染物。

[1]張金星,占夢,肖其弘.干式文丘里在汽車廠噴涂車間的應(yīng)用[J].中國涂料,2014,29(2).